국내연구진이 몸 속을 돌아다니며 질병 원인 유전자를 찾아내는 세포보다 작은 나노로봇을 개발했다. 이 로봇은 바이러스 크기 정도인 200 나노미터(㎚) 정도이지만 그 안에 엔진과 로터, 클러치까지 장착돼 있다. 질병을 유발하는 특정 RNA 유전자를 만나면 클러치가 작동하면서 세포의 유전자 활성화를 유도한다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장팀은 유전자 신호를 감지해 스스로 클러치를 작동하는 생체 나노로봇을 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다. 이는 지금까지 개발된 로봇중 가장 작으며, 클러치와 유전자 검출 기능이 유일하게 장착된 나노로봇이다. 바이오 나노로봇 분야의 세계적 권위자인 페어 피셔 교수는 본 연구에 대해 "세계에서 가장 진보된 나노로봇이며, 특히 지능형 나노로봇 발전에 있어 퀀텀 점프를 이룬 연구"라고 평했다. 클러치는 기계의 엔진을 구동하는 핵심 요소로, 엔진의 동력을 로터로 전달(go) 혹은 차단(stop)하는 장치다. 클러치로 인해 필요에 따라 선택적으로 기계를 구동할 수 있어 에너지 효율도 향상된다. 연구진은 나노로봇을 독창적인 구조로 설계해 클러치 장치를 탑재하는 데 성공했다. 화학적 합성법을 통해 제작된 나노로봇은 미세한 구멍이 뚫린 공처럼 생긴 로터 안에 자성 엔진이 있다. 이 로터와 엔진은 각각 DNA로 코팅돼 있다.로터 표면의 구멍을 통해 환경인자가 내부로 유입되어 특정 유전자 신호를 감지하면, 로터와 엔진에 코팅된 DNA 가닥이 서로 결합해 엔진의 힘을 로터로 전달하는 '클러치' 역할을 한다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내연구진이 몸 속을 돌아다니며 질병 원인 유전자를 찾아내는 세포보다 작은 나노로봇을 개발했다. 이 로봇은 바이러스 크기 정도인 200 나노미터(㎚) 정도이지만 그 안에 엔진과 로터, 클러치까지 장착돼 있다. 질병을 유발하는 특정 RNA 유전자를 만나면 클러치가 작동하면서 세포의 유전자 활성화를 유도한다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장팀은 유전자 신호를 감지해 스스로 클러치를 작동하는 생체 나노로봇을 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다. 이는 지금까지 개발된 로봇중 가장 작으며, 클러치와 유전자 검출 기능이 유일하게 장착된 나노로봇이다. 바이오 나노로봇 분야의 세계적 권위자인 페어 피셔 교수는 본 연구에 대해 "세계에서 가장 진보된 나노로봇이며, 특히 지능형 나노로봇 발전에 있어 퀀텀 점프를 이룬 연구"라고 평했다. 클러치는 기계의 엔진을 구동하는 핵심 요소로, 엔진의 동력을 로터로 전달(go) 혹은 차단(stop)하는 장치다. 클러치로 인해 필요에 따라 선택적으로 기계를 구동할 수 있어 에너지 효율도 향상된다. 연구진은 나노로봇을 독창적인 구조로 설계해 클러치 장치를 탑재하는 데 성공했다. 화학적 합성법을 통해 제작된 나노로봇은 미세한 구멍이 뚫린 공처럼 생긴 로터 안에 자성 엔진이 있다. 이 로터와 엔진은 각각 DNA로 코팅돼 있다. 로터 표면의 구멍을 통해 환경인자가 내부로 유입되어 특정 유전자 신호를 감지하면, 로터와 엔진에 코팅된 DNA 가닥이 서로 결합해 엔진의 힘을 로터로 전달하는 '클러치' 역할을 한다. DNA 클러치가 작동하면 엔진에서 발생하는 힘이 로터로 전달돼 나노로봇이 헬리콥터의 프로펠러처럼 회전한다. 연구진은 "자성을 가진 엔진을 사용해 인체 외부에서 자력을 이용해 무선으로 로봇 제어가 가능하다"고 설명했다. 자기장의 방향에 따라 회전력의 발생 방향을 자유자재로 바꿀 수도 있다. 이렇게 작동하는 나노로봇은 세포와 결합해 생체 신호를 기계적으로 조절할 수 있다. 질병 인자에 해당하는 특정 마이크로 RNA 유전자가 존재하는 경우, 클러치 나노로봇이 이를 감지하고 스스로 작동해 세포의 유전자 활성화를 유도한다. DNA 클러치는 20개의 염기서열로 이루어져 있어 무한대에 가까운 질병 인자를 감지하도록 프로그래밍할 수 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 기계학과 정훈의 교수팀은 짚신벌레의 가는 털처럼 나노미터(10억분의 1ｍ) 크기 입자를 하나씩 쌓아 인공섬모를 만드는 기술을 개발했다. 연구진은 지름이 373나노미터인 입자를 54개까지 쌓아올렸다. 만들어진 인공 섬모에 기름 같은 올레산을 코팅해 베어링 없이도 매끄럽게 미끄러지면서 움직인다. 정훈의 교수는 29일 "이 인공섬모는 몸 안에 투입 가능한 나노 로봇, 오염물질을 제거하는 초미세 구동 장치 개발 등에 도움이 될 것"이라고 말했다. 섬모는 액체 속에도 움직임이 자유롭고, 작은 외부 힘에도 민감하게 반응해 다양한 기능을 만들어낼 수 있다. 코나 폐의 섬모가 하늘하늘 흔들려 액체를 움직이는 방식으로 불순물 밀어내거나 짚신벌레가 섬모를 노 젓듯 움직여 이동하는 기능이 대표적이다. 연구진에 따르면, 현재까지 섬모구조를 만드는 방식은 몰딩을 이용한 방식이 대부분이며, 이는 소형화에 한계가 있었다. 연구진은 인공섬모를 만드는데 자기력을 이용했다. 먼저 섬모 가닥을 돋아나게 하고 싶은 위치에 니켈 금속 조각을 배열한다. 그 위에서 자성 나노입자를 흩뿌려 차곡차곡 쌓는 방식이다. 니켈 주변에 형성된 강력한 자기력이 자성 나노입자를 잡아당기는 원리다. 정교하게 설계된 자기력 덕분에 나노 입자가 알아서 원하는 형태로 조립하는 것이다. 이 합성법은 수직 방향으로만 자성 나노입자가 쌓일 수 있도록 나노입자를 에어로졸(액체방울) 상태로 분사하는 기술을 적용했다. 이는 에어로졸에 자성 나노입자를 가둬 미리 설계된 자기력 외에 다른 외부 힘을 차단하기 위함이다. 이 액체는 날라 가면서 증발된다. 이를 통해 나노크기의 입자를 최대 54개까지 쌓았다. 연구진은 "가로와 세로의 비율인 종횡비가 50 이상으로, 이제껏 합성된 인공 섬모 중 가장 높다"고 설명했다. 연구진은 이번에 개발한 기술이 나노 스케일에서 매우 얇으면서도 높게 쌓아 구조물을 만드는 공정의 기반이 될 것으로 기대하고 있다. 또한, 이렇게 만든 섬모 구조는 나노 조종장치, 소프트로봇. 나노 액츄에이터로 응용이 가능하며, 나노스케일에서 제시된 구동 메커니즘은 차세대 나노 액츄에이터 제작에 기여할 수 있을 것으로 전망했다. 한편, 이번 연구결과는 재료분야 국제학술지인 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'의 표지논문으로 선정돼 지난 16일자로 출판됐다.    monarch@fnnews.com 김만기 기자

"알약 크기의 나노봇을 인간의 뇌에 넣어 별다른 노력없이도 인간은 운동능력, 언어능력 등을 습득하고, 생각만으로 업무를 처리하는 등 초인적인 힘을 가질 수 있게 된다. 불과 15년 후에 가능한 일이다."(구글 엔지니어링 이사 겸 미래학자 레이 커즈와일)  지난 2012년 구글이 영입한 미래학자 레이 커즈와일이 지난달 싱귤래리티 대학에서 나노봇에 대한 놀라운 강연을 해 전세계인의 이목을 끌고 있다. 싱귤래리티 대학은 인공지능, 로봇, 의학 등 미래지향적 학문을 가르치는 곳이다. 구글과 함께 미 항공우주국(NASA), 노키아, 엑스 프라이즈 재단이 후원 중인데 나사의 땅에 구글이 자금을 대서 만든 창업학교다.  사람의 생김새를 닮은 것에서 앞으로 사람의 마음까지 알아차려 친구 역할까지 로봇이 대신해주는 시대가 다가오고 있다.  전세계적으로 인간을 닮아가는 '휴머노이드'에 대한 개발이 이뤄지고 있는 가운데 생김새 뿐 아니라 인공지능(AI)에 대한 개발도 동시에 이뤄져 슬플 때 위로하고, 기쁠 때 축하해주는 것에서부터 사람의 지적 능력까지 분석해 대화 수준까지 맞추는 로봇의 탄생이 십수년 안에 가능해질 전망이다.   이런 새로운 개념의 로봇을 만드는 일에 구글을 비롯한 전세계 글로벌 기업들이 발벗고 나서고 있다.   6일 외신에 따르면 지난달 대학 강연에서 레이 커즈와일은 "오는 2030년이면 인간의 뇌가 클라우드에 연결돼 뇌로(생각만으로) 이메일과 사진을 바로 보낼 수 있고, 우리의 생각과 기억을 백업할 수 있을 것"이라며 "이는 우리 뇌의 모세혈관 속을 헤엄쳐 다니는 나노봇 덕택에 가능한 일이다"고 설명했다.  나노봇은 DNA 사슬로 만든 작디작은 로봇이다. 영화 속에서나 볼 법 한 일이지만 레이 커즈와일 이사에 설명에 따르면 이론상으로는 불가능한 일도 아니다.  ■구글, 로봇에 미래를 걸다  구글은 세계적으로 가장 적극적인 로봇투자에 나서고 있는 기업이다. 인터넷 검색으로 시작한 구글은 인터넷 서비스를 넘어서 운영체제(OS), 스마트폰 제조, 온라인 동영상 서비스(OTT), 무인자동차 등 다양한 분야로 발빠르게 사업을 확장하고 있는데, 구글은 이 중에서도 수년 간 준비해온 '로봇' 사업에 미래를 걸고 있다.  구글이 로봇 사업에 관심을 가지고 있다는 것을 전세계가 주목한 대표적 사건은 지난해 지능형 가정기기를 개발하는 스타트업(창업초기기업) 네스트를 무려 약 3조4000억원에 인수하면서다. 이 인수 가격은 지난 2006년 구글이 인터넷 동영상 서비스 흡수를 위해 가져온 유투브 인수금액 1조 6000억원의 두 배를 넘는 수준이어서 세간의 주목을 받았다.  하지만 이미 앞서 지난 수년 간 구글은 15곳의 로봇 기업을 인수해오며 로봇 사업에 대한 준비를 차곡차곡 해오고 있다.  보스턴 다이나믹스(4족로봇), 샤프트(2족로봇), 마카니 파워(무인기 풍력발전), 인더스트리얼 퍼셉션(산업로봇), 레드우드 로보틱스(산업로봇), 보트 앤 돌리(촬영로봇), 홀롬니 (로봇바퀴), 메카 로보틱스(인간형 로봇) 등이 구글이 인수한 대표적 로봇 업체들이다.  구글은 이들의 현재 기술보다는 우수 인력을 영입함으로써 장기적으로 로봇 사업을 발전시키는 전략을 펴고 있다.  구글이 로봇 사업을 생각보다 길게 보고 많은 투자를 하고 있는건, 단순한 기업 인수 뿐 아니라 인재를 직접 양성하고 있는 모습에서도 드러난다.  지난 2008년 구글은 '다음 세대의 인류가 맞을 중대한 도전에 대비할 인재를 양성한다'는 목표로 인공지능(AI), 로봇 등 다양한 미래지향적 과목을 가르치는 싱귤래리티 대학을 설립해 운영 중이다. 이 대학 설립자인 레이 커즈와일은 구글에 2012년 12월 영입되어 인공지능과 평소 자신이 연구해 온 뇌공학 비전을 현실화 하기 위해 노력 중이다. 나노봇 같은 연구 결과에서 구글의 지원이 무시될 수 없는 이유다. 싱귤래리티 대학을 졸업한 많은 학생들은 로봇 개발 관련 스타트업을 창업하며 로봇 시장 확대에 기여하고 있다.  특히 구글은 다른 ICT 기업들이 로봇을 통해 기존의 사업효율을 높이는데 주력하고 있는 것과 달리 구글은 로봇 그 자체 개발에 집중한다.   본격적인 로봇시대를 열어갈 준비를 하고 있는 셈이다.    ■글로벌 기업들 로봇에 앞다퉈 투자   구글 외에도 아마존은 이미 AI를 활용해 소비자가 주문할 물건과 시간을 미리 예측해 상품과 서비스를 준비하고 있는 단계다.  아마존이 '예측배송' 시스템은 이미 특허를 취득했으며 소비자가 구매버튼을 누르기 전에 배송을 미리 준비해두기 때문에 빠른 배송이 가능해 소비자들 만족도와 함꼐 충성도도 높일 수 있다. 회사입장에서도 상품 수요를 예측할 수 있어 불필요한 재고를 줄일 수 있어 유용하다.  페이스북은 AI 비서서비스 'M'을 개발 중인데 이는 일상에서 소비자들과 함께 번거로운 업무를 대신 처리해주게 된다. 'M' 상용화를 준비하기 위해 페이스북은 현재 실리콘밸리 인근 지역에 거주하고 있는 1만여 명의 이용자들을 대상으로 M의 서비스 기능을 실험해보고 있다.  샤오미는 최근 나인봇을 출시했다. 1인용 전동스쿠터 '나인봇 미니 '를 약 35만원에 구입할 수 있다. 샤오미의 나인봇 미니는 최고 속도 16㎞로 보행 속도보다 4배가 빠르며 손잡이가 없지만 어렵지 않게 운행 기능을 배울 수 있다. 왠만한 경사진 도로는 모두 오를 수 있는 15도 경사 주행 능력도 갖췄으며 1회 충전으로 22㎞를 달린다. 야간에는 자동 인식 LED 후면등도 켜진다.  ■사람과 친한 로봇이 미래를 만든다  글로벌 기업들이 로봇산업에 적극적으로 투자하며 뛰어드는 이유는 미래에 펼쳐질 로봇세상을 대비하는 것이다. 결국 거꾸로 말하면 로봇이 미래 핵심산업이라는 점을 글로벌 기업들이 확신하고 있다는 것이다.  업계는 미래 로봇시대는 로봇을 통신망에 연결해 일상에서 사람 대신 업무를 처리하고, 친구처럼 대화해주고, 아픈 사람을 간병하는 등 사람과 친한 로봇이 대세를 이룰 것으로 내다보고 있다. 이런 로봇을 휴머노이드라고 부르는데, 휴머노이드는 머리, 몸통, 팔, 다리 등 인간의 신체와 유사한 모양새를 하고 인간의 행동을 가장 잘 모방할 수 있는 로봇을 말한다.  실제 일본에서는 최근 운전자 없이 주행하는 로봇택시를 선보였는데 일본 정부는 도쿄올림픽이 열리는 오는 2020년 자동운전택시를 실용화하기 위해 내년부터 로봇택시를 시범 운행하기로 했다. 이와 더불어 세계 곳곳에서는 이미인간의 일상 업무를 대신하도록 설계한 로봇이 상용화되거나 개발중인 곳이 많다.  하지만 이제는 인간의 모습과 행동을 대신 하는 것을 넘어 사람의 마음까지 읽어내는 로봇에 대한 등장이 본격화되고 있다. 관건은 인간의 뇌 반응을 얼마나 많이 이해하고 이를 로봇에 적용시키는지 여부다.  구글이 연구 중인 나노봇은 그간 로봇은 이성적이며 인간의 감정을 배재하고 감성지수를 낮게 할 것이라는 편견과 반대의 가설을 설정하고 로봇이 오히려 인간의 이성뿐 아니라 감정과 감성도 향상시켜줄 수 있다는 실험을 하고 있다.  나노봇을 인간의 뇌에 주입하게되면 인간은 단기간안에 뇌에서 사용할 수 있는 모듈이 수억개로 늘어나게 되는데 이는 감성이나 지성 등의 정보 수집에 유리해 훨씬 더 정교하게 상대의 감정을 살피고 대화 주제를 발굴해 내며, 예술적 감각도 키울 수 있다는 것이다.  물론 이 실험 역시 관건은 인간의 뇌에 대한 이해를 얼마나 제대로 하고 있느냐다.이 실험을 주도적으로 진행하고 있는 구글 엔지니어링 레이 커즈와일 이사는 "우리가 우리 뇌에 대해 많은 정보를 얻을 수록 감정 분석에 탁월한 로봇을 만들 수 있다"며 "로봇이 단순히 업무를 대신하는 것을 넘어 인간이 보다 감정의 변화를 기반으로 많은 다양한 정보를 정확히 얻어내는 데 도움을 주는 촉매제가 될 수 있을 것"이라고 예견하고 있다.    pja@fnnews.com 박지애 기자

경남경제 발전을 위해선 기존 주력산업인 성장주도산업의 구조고도화와 함께 미래 성장을 책임질 신성장산업을 육성해야 된다는 지적이 제기됐다. 한국은행 경남본부는 '경남경제의 특징과 발전전략 보고서'를 통해 기계산업, 조선해양산업, 항공기산업 등 현 성장주도산업을 구조고도화하고 로봇산업, 나노융합산업, 기계융화소재산업, 항노화식품산업 등 새로운 동력원이 된 신성장산업을 육성하는 핵심산업 발전전략을 18일 제시했다. 핵심산업별 발전전략으로는 기계산업의 경우 대.중소기업 간 상생협력 등을 통한 국산화율 제고와 정보기술(IT)융합 역량 강화, 서비스 융합 고부가가치 산업으로 전환 모색 등이 제안됐다. 조선해양산업은 조선.해양플랜트부문의 병행을 기본틀로 기술개발 및 표준화 등 수주 경쟁력 강화, 엔지니어링 역량 강화 등을 통한 부가가치 창출 능력 제고 등이다. 또 항공기산업은 산업단지 확충, 연구지원체계 확충 및 정책자금지원제도 보완을 통한 기술역량 강화, 중핵기업 육성을 통한 클러스터 활력 증진, 중형여객기 개발 등 수요 확충 등이 긴요하다고 지적했다. 로봇산업은 경쟁력 있는 세부부문 특화, 창원국가산단 구조고도화 사업 등과 연계한 체계적 정책 수립, 부품 국산화를 통한 부가가치 제고, 수요 확충 등필요한 것으로 지적됐다. kjs0105@fnnews.com 강재순 기자

지난 9일 서울 행당동 한양대학교 ITBT관 오라토리움에서 열린 RoSec 겨울학교에서 일본 나고야 대학교의 도시오 후쿠다 교수가 마이크로 나노 로봇의 전망에 대해 강의하고 있다. ＂마이크로 나노 분야에서도 로봇 공학은 혁신을 거듭하고 있습니다. 사람 몸속에 들어가 세포 하나하나 단위로 수술을 할 수도 있습니다. 향후 로봇이 의학에 미칠 영향력은 큽니다." (나고야 대학교 도시호 후쿠다 교수) ＂세포 크기만 한 나노로봇이 있다면, 또 한편에서는 인간의 일을 대신할 수 있는 휴머노이드 로봇도 대세입니다. 향후 로봇은 인간의 모든 활동 영역에서 함께할 것입니다." (프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 아브데라만 케다르 교수) 지난 9일 서울 행당동 한양대학교 ITBT관 오디토리움에서는 160여명의 젊은 학생들이 강단에 선 외국인 교수의 말 한마디 한마디에 집중하고 있었다. 지난 8일부터 10일까지 로봇특성화대학원사업단(RoSec)이 개최한 겨울학교의 열띤 강의현장이다. 3일 동안 진행된 '2014 RoSec 겨울학교'에는 전 세계 로봇 공학분야에서 내로라하는 석학 12인이 한국의 젊은 학생들을 대상으로 로봇을 향한 가치관부터 공학적 기술의 알고리즘까지 심도 있는 학문을 전수했다. ■나노로봇부터 휴머노이드까지 산업통상자원부와 한국로봇산업진흥원, 한국로봇학회, 한국로봇산업협회 등 정부 유관기관과 로보메이션, 로보티즈, ED 등 국내 로봇 기업들이 후원한 이번 RoSec 겨울학교에서는 '인간과 로봇'을 주제로 나노로봇부터 휴머노이드, 우주탐사 로봇까지 다양한 분야에 대한 깊이 있는 강연이 진행됐다. 특히 이번 겨울학교에서는 다양한 로봇 공학의 동향을 소개하는 워크숍과 로봇의 자율 인지기능에 대해 심도 깊게 탐구하는 튜토리얼로 구분돼 운영됐다. 워크숍에서는 휴머노이드 로봇 개발을 위해 인체 구조에 대해 이해하고 학습하는 시간부터 휴머노이드 로봇의 실제 관절 구조에 사용될 수 있는 다양한 기술 원리와 수학적 분석이 이뤄졌다. 도쿄대학교의 요시히코 나카무라 교수는 사람 및 동물에 센서를 부착해 움직이는 원리를 분석하고 외부 자극에 반응하는 신경계의 구조에 대해 분석한 뒤 이를 실제 로봇공학에 적용할 수 있는 방법에 대해 발표했다. 서울대학교의 박종우 교수는 미분 기하학 알고리즘을 통해 로봇의 시각 부분에 있어서 물체를 인지하는 원리에 대해 소개했다. ■"울트라로봇 시대 도래할 것" 이번 겨울학교에서는 로봇 공학 분야의 최근 트렌드와 향후 발전 방향에 대한 전망도 제시했다. 홍콩시립대학의 닝시 교수는 나노기술과 생의학, 정보기술을 결합한 '울트라 로보틱스' 시대가 도래할 것이라고 강조했다. 그는 수학자 리처드 파인만의 명언 '바닥에는 여지가 많다'는 말을 인용해 "로봇 분야는 다양한 기술 및 학문과 결합해 새로운 분야로 발전할 수 있으며 현재 정보기술(IT)과 같은 기반 분야로 자리 잡게 될 것"이라고 전망했다. 카이스트(KAIST)의 여준구 박사는 '해저부터 우주까지'라는 강연을 통해 인간의 발길이 닿지 못하는 심해저와 우주분야에서 첨단 기술로서 로봇이 활용되는 사례와 향후 전망에 대해 발표했다. 각국의 심해 자원 확보 경쟁이 치열해지면서 미국과 유럽 일본 등 선진국이 심해 무인 로봇 개발에 앞장서고 있음을 강조하고 2000년대 중반 그가 미국 하와이 대학교 교수 재임 시절 개발한 자율형 수중로봇 '오딘(ODIN)'에 대해 소개했다. 또 지난해 8월부터 미래창조과학부와 함께 진행 중인 한국형 달 탐사선의 무인 로봇 개발 정책과 추진 상황에 대해서도 소개했다. 여준구 박사는 "현재 2020년을 목표로 하고 있는 달 탐사 프로젝트를 통해 우리 로봇 공학의 발전도 가속화할 것"이라며 "미 항공우주국(NASA) 등과 기술적으로 협력할 뿐만 아니라 국내의 탄탄한 기술력을 더욱 끌어올린다면 무리 없이 진행될 것으로 본다"고 말했다. 이번 겨울학교에서는 지난해 말 미국 플로리다에서 개최된 미국방위고등연구계획국(DARPA)의 로보틱스 챌린지에 대한 사후 평가도 이뤄졌다. '휴보-DRC' 팀 리더였던 드렉셀 대학교의 폴 오 교수는 "지난 대회가 끝난 후 바로 분석에 들어갔다"며 "DARPA 로보틱스 챌린지의 결과는 기술력의 차이였다기보다 경쟁이냐 아니면 도전이냐 이 두 가지 시각 차이의 결과였다"고 말했다. 오 교수는 "점수에 집중해서 순위에 들기 위해 경쟁을 했다기보다는 새로운 기술을 선보이고 실제로 활용될 수 있게 하는 도전이 중요하다"며 "장기적 관점에서 보았을 때 우리는 도전을 선택했고 앞으로의 결선도 그렇게 준비할 것"이라고 말했다. ■로봇 석학과 학생 연결해주는 '가교' 올해로 5회를 맞이한 이번 겨울학교에서는 자율 인지 기능을 로봇에 적용해 인간과 같은 학습 방식을 구현하는 과정에 대해 집중 강의가 마련됐다. 이탈리아 기술원(IIT)의 실바인 칼리논 교수와 벨기에 리에주 대학의 르노 데트리 교수는 자신들이 실제 개발한 로봇의 사례를 통해 사람이 사전에 로봇의 행동 패턴을 입력하지 않고 로봇 스스로 시행착오를 통해 물건을 잡는 과정에 대해 선보였다. 이번 겨울학교에 참석한 건국대학교 대학원 재학생 신재욱씨는 "로봇 공학을 전공으로 하고 있고 특히 휴머노이드 로봇에 대한 관심이 높았는데 이번 기회를 통해 새로운 정보들을 접할 수 있어 좋았다"고 평했다. 이번 프로그램을 준비한 정낙영 일본과학기술원(JAIST) 교수는 "외국의 경우 서머스쿨 등 다양한 계절학교를 개최한 역사가 오래인데, 우리나라의 경우 이러한 기회가 많지 않았다"며 "로봇 분야의 유명한 석학들을 모시기 위해 일부러 겨울을 선택했고 이를 통해 학문적 도야뿐만 아니라 학생들의 네트워킹을 강화시켜 주는 것 또한 이 행사의 목표"라고 말했다. 강연자로 참석한 폴 오 교수는 "오히려 내가 학생 시절로 돌아간 기분이었다"며 "로봇 공학계의 대부 격인 교수님들로 부터 많은 아이디어를 얻었다"고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

수만개의 ‘나노로봇’이 암 환자의 혈관 속으로 주입됐다. 로봇은 온몸을 힘차게 흐르는 혈관을 타고 몸 곳곳을 돌면서 암세포를 추적해 파괴한다. 메모리 카드 하나에 해상도 사진 3만6000장 또는 영화 40편을 저장하거나 전 세계 5대양 6대주 대륙·해양 정보를 담는다. 생물체를 인공합성해 새로운 먹거리를 만든다. 이러한 꿈같은 일들이 현실세계로 성큼성큼 다가오고 있다. 눈에 보이지 않을 정도로 작은 극미세 구조를 다루는 나노기술(Nano Technology) 덕분이다. ■21세기의 연금술 나노 물질을 잘게 나누면 어디까지 나눌 수 있을까. 이 질문이 나노를 탄생시켰다. 그리스어로 난장이를 뜻하는 ‘나노스(Nanos)’에서 유래한 나노는 이제 생활속에서 더 이상 낯선 단어가 아니다. 모든 물질은 원자들로 구성돼 있고 원자는 전자와 핵으로 쪼개진다. 핵 또한 더욱 잘게 나눌 수 있는데 이를 ‘쿼크’라고 한다. 물질의 성질은 핵 주위의 전자의 개수와 그 분포에 따라 결정된다. 원자들이 모여 간단한 구조를 가진 물분자로부터 복잡한 구조를 가진 단백질 분자까지를 형성한다. 또한 1023개 이상의 원자 또는 분자가 규칙적으로 배열돼 고체를 형성한다. 따라서 나노는 개개의 분자, 원자 또는 분자군을 원하는대로 옮기고 조합시켜 다양한 물성을 지닌 물질이나 소재, 장치를 만들어내는 기술을 말한다. 1981년 스위스의 과학자 비닉과 로러는 양자역학적 터널링 효과(전자가 자신이 가지는 에너지보다 높은 에너지벽이 있어도 전자는 이 에너지벽을 뚫고 지나갈 수 있는 확률이 있다는 개념)를 이용해 새로운 현미경을 만들었다. 이어 세상에 나온 주사형 검침현미경은 미세한 부분까지의 관찰을 가능하게 해 나노기술의 발전을 가져오는 결정적인 계기가 됐다. 나노 과학을 크게 보면 나노 크기의 물질로 이뤄진 미세한 재료나 기계를 만드는 기술, 나노 크기의 영역에서 나타나는 새로운 물리 현상을 응용해 장비의 성능을 향상시키는 기술 그리고 눈으로는 볼 수 없는 미세한 영역의 자연현상을 측정하고 예측하는 기술로 나눠볼 수 있다. 크기의 관점에서 나노과학은 100나노미터(㎚) 이하 크기의 현상을 연구하는 분야다. 1㎚(10억분의 1m)는 머리카락 1개를 1만번 자른 크기. 원자 3∼4개가 모인 정도다. 물리적인 세계에서 보면 나노 세계는 곧 원자의 세계다. 과학자들은 나노가 20세기에 실리콘이 가져온 변화와는 비교가 되지 않을 기술적·과학적 혁신을 인류에 가져올 것이라고 전망한다. ■우리나라 NT 기술력은 현재 논문 편수, 특허로 본다면 우리나라는 세계 4위권이다. 그러나 원천기술이 부족하고 특히 산업화 척도로 봐서는 아직은 취약하다. 하지만 정부는 지난 2002년 ‘나노기술개발촉진법 시행령’을 만들어 매년 막대한 예산을 투입하고 있다. 삼성전자 등 기업의 연구개발(R&D)도 활발하다. 현재 우리나라는 반도체, 정보기술(IT)에 강점을 살려 차세대 반도체와 디스플레이 소자 등에 나노 기술을 적용시켜 산업화하는데 집중하고 있다. 한국과학기술정보연구원은 △양자 칩을 이용한 디옥시리보핵산(DNA) 분석(5∼10년 후) △돌아다니며 혈관 수술을 하는 나노 로봇 개발(30∼50년 후) △장기가 손상된 냉동인간 소생(50년 후) 등을 예측하고 있다. 한국과학기술단체총연합회는 지난해 삼성전자가 세계 최초로 개발한 40나노 32기가 D램을 ‘올해의 10대 과학기술 뉴스 1위’로 선정했다. 삼성전자는 신개념 CTF(Charge Trap Flash) 기술을 적용한 40나노급 32기가 바이트 낸드플래시 메모리 개발로 이 분야 선두주자의 입지를 확고하게 굳힐 수 있게 됐다. 연세대 의대 영상의학과 서진석 교수와 같은 대학 화학과 천진우 교수는 지난해 말 나노 기술을 이용해 암세포 포착 기술 개발에 성공해 의학계와 과학계를 놀라게 했다. 눈에 보이지 않는 10㎚ 나노 입자를 유방암과 난소암이 있는 실험용 쥐에게 주입한 뒤 2㎜로 자란 초기 암세포를 자기공명영상장치(MRI)로 선명하게 촬영한 것이다. 지난해 10월 서울대 홍승훈 교수팀은 탄소 나노 튜브와 각종 나노선을 이용한 초고집적도의 분자·양자 소자를 기존 반도체 시설로 대량 생산, 세계 최초로 상용화하는데 성공했다. 연구팀은 이 기술을 통해 암 환자가 병원에 가지 않고 집에서 스스로 진단할 수 있는 ‘자가 진단’ 의료용 초소형 센서, 수질 검사, 공기 오염 등 유해 물질을 진단하는 환경 센서 등 바이오 센서의 개발이 가능할 것으로 내다보고 있다. 지난 2005년 한국과학기술원(KAIST) 최양규 교수팀과 나노종합팹센터는 세계에서 가장 작은 크기의 ‘나노 전자 소자’를 개발했다. 테라급 차세대 반도체 소자에 적용이 가능한 새로운 구조의 3차원 3㎚급 ‘나노전자소자(FinFET)’를 공동 개발했다. 이번에 개발한 나노전자소자는 게이트가 채널의 전면을 감싸고 있는 새로운 형태의 3차원 구조를 고안한 것으로 기존의 실리콘 반도체 기술의 한계를 한 단계 진전시킨 의미있는 연구결과로 평가받고 있다. ■독성없는 나노입자를 만들어라 나노기술의 부작용 중 하나는 나노 물질이 중금속처럼 쌓인다는 점이다. 연구 보고서에 따르면 몸 안에 들어온 나노 물질의 98%는 48시간 안에 배출되지만 나머지 2%는 몸의 각 기관에 쌓이게 된다. 이중 독성이 있는 나노 입자가 치명적이다. 나노 입자는 너무 작아 인체의 면역세포가 제거하지 못할 수도 있다. 최근 나노 기술을 이용하여 시중에 쏟아지고 있는 많은 화장품과 의약품 등에 대한 안전성 여부가 미국에서 도마 위에 올랐다. 엄청나게 미세한 물질로 설계된 나노 기술은 원래 크기로 된 물질의 성상, 즉 통상적인 강도나 전기 전도 능력 등에서 원래 물질과 완전히 다르게 나타나기 때문에 어떤 결과가 나올지 안전성을 검토해야 한다는 것. 현재 나노 기술이 질병 치료 의약품, 화장품, 식품 등 광범위한 영역에 활용되어 시중에 판매되고 있으나 정부 보건당국은 이들의 이용이나 안전성 여부에 아무런 조치를 취하지 않고 있다고 불평했다. 전문가들은 나노물질이 비록 해롭다는 사실이 문서화되어 있지 않지만 초미세 물질은 그 효과와 영향이 예측하기 어렵고 인간의 몸이나 환경에 예측할 수 없는 영양을 끼칠 수 있다고 우려했다. 그래서 과학자들은 독성없는 나노 입자 개발에 더욱 주력하고 있다. /sejkim@fnnews.com 김승중기자

우리나라는 오는 2013년 지능형 로봇산업의 총생산 규모가 30조원, 2020년에는 100조원에 달하는 세계 3대 지능형 로봇 강국으로 부상한다. 우리나라는 또 오는 2015년 세계 3대 나노 국가로 발돋움하고 2040년에는 독자적인 핵융합 에너지 상용화 기술을 확보해 미래 에너지 강국의 반열에 진입한다. 정부는 13일 오전 서울 소공동 롯데호텔에서 오명 부총리 겸 과학기술부 장관 주재로 제19차 국가과학기술위원회 회의를 열어 ‘지능형 로봇 산업 비전·발전 전략’ 등 5개 안건을 심의, 확정했다. 지능형 로봇은 외부 환경을 인식, 상황을 판단하고 자율적으로 기능하는 첨단 로봇으로 국가과학기술위원회의 이번 결정으로 미래 핵심 성장동력원으로 집중 육성된다. 정부는 이날 회의에서 로봇 산업을 체계적으로 지원, 오는 2013년 세계시장 점유율 15%, 총생산 30조원, 수출 200억달러, 고용창출 효과 10만명 수준으로 끌어올려 세계 3대 지능형 로봇국가로 부상키로 했다. 오는 2020년 로봇 산업 생산 규모는 100조원이다. 현재 우리나라의 로봇 산업 규모는 3500억원으로 세계 6위 수준이다. 정부는 이를 위해 로봇 인력 2만명을 양성하고 수도권 지역에 ‘로봇산업 혁신 클러스터’를 조성하는 한편, 다른 성장동력 사업과의 연계 추진으로 시너지 효과를 극대화한다는 방침이다. 정부는 “로봇은 오는 2008∼2010년 인간에게 도움을 주는 형태에서 2011∼2013년에는 인간과 함께 살아가는 ‘동반자 로봇’ 형태로 발전하게 될 것”이라고 밝혔다. 정부는 특히 로봇 산업은 본격적인 대중화 시기를 맞는 오는 2020년에는 자동차 산업을 훨씬 웃도는 100조원에 달할 것으로 추정되는 등 성장 잠재력이 매우 크다고 분석했다. 정부는 또 인공위성을 이용해 정확한 위치와 시각정보를 제공하는 위성항법시스템(GNSS) 관련 업무를 위해 ‘국가 위성항법시스템 종합발전 기본계획’을 확정, 본격 추진키로 했다. 정부는 또 이날 오는 2015년 세계 3대 나노 국가로 발돋움하고 2040년에 세계시장에서 5000억달러를 점유하는 내용의 ‘나노기술 종합발전 계획안’도 통과시켰다. 이와 함께 우리나라가 핵융합 연구기반 구축을 위해 추진중인 ‘차세대 초전도핵융합연구장치(KSTAR)’와 함께 선진국들과 공동 참여중인 ‘국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트’ 등을 토대로 오는 2040년 독자적인 핵융합 에너지 상용화 기술을 확보키로 했다. 이밖에 이공계 전공자들의 공직 진출을 확대하기 위해 4급 직위 대부분을 행정·기술 복수 직위로 전환하는 한편, 내년에는 기술직 신규 채용 목표 비율을 33.4%로 설정해 운용키로 했다. / pompom@fnnews.com 정명진기자 ※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지

[파이낸셜뉴스] 소니드의 자회사 소니드에이아이가 해외 대테러 보안시장 진출을 위해서 자율주행기술로 위험지역을 자동 순찰 가능한 폭발물·지뢰 탐지 로봇(4족, 4×4, 6×6, 케타펠라형)을 개발 중이라고 20일 밝혔다. 소니드에이아이는 폴란드 국영연구소 산하 로봇 전문 기관 피아프(PIAP)와의 기술 협력 가능성을 검토하고 있다. 피아프는 소니드 자회사인 디펜스코리아와 파트너십을 체결한 바 있으며, 향후 양측의 필요에 따라 다양한 형태의 협력을 논의할 수 있다. 이번 탐지로봇 개발의 핵심은 소니드에이아이가 보유한 나노광학센서 방식 차세대 폭발물·지뢰 탐지기 아폴론(모델명: KED-7)을 활용하는 것이다. 소니드에이아이 측은 "KED-7가 나노광학센서 기술을 응용해 개발되어 금속 및 비금속 지뢰 탐지율이 매우 높은 수준"이라고 설명했다. 기존 지표투과레이더(GPR) 지뢰탐지 방식은 토질 등의 영향으로 성능이 저하되는 단점이 있고, 현재 공항과 항만 등에서 운용 중인 IMS 탐지기와 탐지견은 반드시 폭발물에 접촉해야 탐지해야 하는 한계가 지적되어 왔다. KED-7은 폭발물 및 지뢰가 근처에서 감지될 경우 위험 수치가 디스플레이에 표시되어 운용 상 편리함을 주며, 10초 내에 단말기가 초기화되어 다양한 종류의 폭발물과 지뢰를 탐지할 수도 있다. 소니드에이아이 박상은 대표이사는 “우크라이나 재건 사업과 관련해 지뢰 제거에 대한 필요성이 커지고 있다”며 “당사가 개발한 폭발물·지뢰 탐지기와 탐지 로봇은 기존 제품에 비해서 성능이 매우 뛰어날 것으로 기대되는 만큼 향후 전 세계 대테러 보안시장 진출이 더욱 가시화될 것”이라고 밝혔다. 한편, 소니드에이아이는 지난해 7월 인도 뭄바이 소재 보안업체 카프리코프사(Karicorp.)와 KED-7 납품 계약을 체결한 바 있으며, 폴란드, 필리핀, 태국, 이라크, 이집트, 사우디 등 유럽 및 중동지역 바이어 대상으로 수출 상담을 진행해 왔다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 윤재성 박사팀이 건축물 노후화를 색변화만으로 알아낼 수 있는 필름형태의 변형센서를 개발했다. 이 필름형 센서를 건물에 붙이면 고비용과 전문성이 필요한 구조물 진단 및 모니터링 기술없이도 자연스럽게 변하는 색을 모니터링함으로써 노후와 및 손상 등 안전성을 쉽게 파악할 수 있다. 4일 기계연구원에 따르면, 연구진은 이 센서를 만들기 위해 공작새 깃털, 모포나비 등의 발색 원리인 '구조색 현상'에 착안했다. 이 필름 나노광학 센서는 기계적 변형을 나노패턴에 의한 광학적 발색으로 표현했다. 변형량을 시각정보로 표현해 색소나 염료, 별도 전원이 필요 없는 형태다. 스마트폰을 이용해 색상을 수치화하면 정밀 계측이 가능해 기존 구조물 측정 및 모니터링 과정을 패치 부착으로 단순화했다. 특히 관찰각도에 영향받지 않는 기술을 세계 최초로 개발했다. 색상이 일정하게 유지되는 나노패턴을 개발해 각도로 인한 영향을 보정하는 기준값으로 활용하도록 했다. 이를 이용하면 관찰 각도를 모르는 상태에서도 변형량의 정밀 측정이 가능하다. 또한 연구진은 색상변화 이미지를 인공지능으로 학습해 위험 여부를 판별하는 모니터링 솔루션을 확보했다. 스마트폰의 앱을 통하거나 드론, 로봇, CCTV 등 측정 방법을 다양화하면 기존에 측정이 어려웠던 건축물, 구조물의 손상 및 위험성도 판별할 수 있다. 원천기술을 이용해 색상의 발현 자체를 제어하는 필름도 개발했다. 투명 필름에서 특정 조건에서만 모양이 나타나는 필름으로 제작할 수 있어 위조방지 및 보안용 필름으로 적용 가능하다. 윤재성 박사는 "필름 나노광학 센서 기술을 활용하면 건축물과 시설물의 노후화 진단이 획기적으로 간편해진다"며, "정확도 높은 모니터링 솔루션을 낮은 비용으로 제공함으로써 사회 안정성 향상에 기여하겠다"고 말했다. 한편, 연구진은 필름 나노광학 센서 기술을 개발해 10건 이상의 국내특허, 1건의 국제특허(PCT)를 출원했으며, 현재 1건의 미국 특허를 추진 중이다. 또한, 저명 학술지인 미국 화학회(ACS) '응용 나노 소재(Applied Nano Materials)'에 표지논문으로 선정됐으며, 영국 왕립화학회(RSC)의 권위 있는 학술지인 '나노스케일 어드밴스(Nanoscale Advances)'에도 게재가 확정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자